Salgından bir yıl önce, Şubat 2019'da, SIA (Amerika Yarı İletken Endüstrisi Birliği), yalnızca 2018'de 1 trilyondan fazla rekor sayıda çip satıldığını açıkladı &.&alıntı; Wall Street Journal'daki yakın tarihli bir rapora göre, yarı iletkenler, ham petrol, rafine edilmiş petrol ürünleri ve otomobillerden sonra dünyada en çok ticareti yapılan dördüncü üründür.
Bunu, ABD Başkanı Joe Biden'ın' çipleri açıkça"altyapı," yüksek talep gören yarı iletken çiplerin yeni ortak para birimi olduğu konusunda herhangi bir belirsizlik olmadığını teyit ediyor. Milyonlarca karmaşık işlemi gerçekleştirme yetenekleri ve enerji verimliliği, yarı iletkenleri küresel ekonomiyi yönlendiren hemen hemen her endüstrinin önemli bir bileşeni haline getirdi.
Bugün bir akıllı telefon, NASA'nın 1969'da bir insanı aya göndermek için kullandığı bilgisayardan çok daha fazla bilgi işlem gücüne sahip. Dahası, yapay zeka, bulut bilişim, kuantum bilişim, gelişmiş teknolojiler gibi neredeyse tüm yeni ortaya çıkan teknolojiler. kablosuz ağlar, blok zinciri uygulamaları, bitcoin madenciliği, 5G, nesnelerin interneti, sürücüsüz arabalar, insansız hava araçları, robotik, oyun ve giyilebilir cihazlar bu ayrık teknolojiler tarafından yönlendiriliyor. Ancak son derece karmaşık yarı iletkenler. Juniper Research'ten yeni bir rapora göre, 2021'in sonunda tek başına Io cihazlarının sayısı 46 milyara ulaşacak. Bu cihazların her biri bir yarı iletkenden güç alacak.
Yarı iletkenler, elektronik ve imalat, tarım, sağlık, altyapı, eğlence, telekomünikasyon, ulaşım, enerji yönetimi, askeri sistemler ve havacılık alanlarındaki yüksek bilgi işlem uygulamaları için kritik öneme sahiptir.
Birden fazla endüstrinin temel direği
En önemli sağlık hizmetiyle başlayın - yarı iletkenler klinik teşhis, tedavi ve rehabilitasyon sonrası müdahale uygulamalarının ayrılmaz bir parçasıdır. Manyetik rezonans görüntüleme (MRI) makineleri, kalp pilleri, tansiyon monitörleri, kan gazı analizörleri, kablosuz hasta monitörleri ve ventilatörler gibi yarı iletken cihazlar her gün hayat kurtarıyor. Bazı cerrahi prosedürler, çipleri destekleyen robotik cerrahi sistemlerin kullanımıyla devrim yaratmaktadır.
Yalnızca Covid bakımı için test ekipmanları, oksijen monitörleri ve neredeyse tüm yaşam destek sistemleri yarı iletkenlere dayanır. Ek olarak, aşıların ülkeler arası dağıtımı, uygulama tabanlı sertifikalandırma, yaşam destek ilaçları sağlayan insansız hava araçları, COVID-19 savaş odasına sürekli bir veri akışı sağlama - hepsi silikon gofretlere dayanıyor.
Pazar araştırması tahminleri, web ile entegre kablosuz sağlık cihazlarının, giyilebilir cihazların ve organların 3D baskısının ve yarı iletkenlerle donatılmış tıbbi cihazların gelecekte yeni ve yaratıcı sağlık bakım yaklaşımlarının sunulmasını sağlamak için kilit faktörler olacağını gösteriyor. Küresel otomotiv yarı iletken pazarı 2020'de 48.13 milyar dolar değerindeydi ve 2026'da 129.17 milyar dolara ulaşması bekleniyor.
Otomobil üreticileri, güç diyotları ve regülatörler gerektiren otomotiv elektrik sistemlerini üstün güvenilirlikle entegre ediyor. Navigasyon kontrolleri, bilgi-eğlence sistemleri ve çarpışma algılama sistemleri gibi çeşitli otomotiv ürünlerinde farklı işlevlere sahip otomotiv yarı iletken ics'leri kullanılmaktadır. Modern bir bağlantılı kendi kendini süren araba, en son teknoloji özelliklerine sahip 3.000'den fazla çipe sahip olabilir. Mevcut pandeminin"uzaktan her şeyi" -- iş, çalışma, eğlence ya da arkadaşlar ve aile ile iletişim için -- yarı iletkenler, geleneksel fiziksel ortamlardan ziyade iletişim ağlarını sürdürmek için gereken teknik altyapıyı destekler.
Bu salgın sırasında kuruluşlar, dijital, yarı iletkenle çalışan cihazlar ve teknolojilerin yardımıyla operasyonlarını sorunsuz bir şekilde çevrimiçi hale getirebildi ve bireylerin müdahale olmadan güvenli ve uzaktan çalışmasına izin verdi. Bu dijital dönüşüm, yarı iletken endüstrisi için yeni bir fırsat dünyasının kapısını açtı.
Bir çip üzerinde sürmek
Gelişen teknolojiler, özellikle Nesnelerin İnterneti, yapay zeka, artırılmış ve genişletilmiş gerçeklik ve blok zinciri, çeşitli endüstrilerde giderek daha fazla öne çıkıyor. Bu uygulamalar spektrumda daha fazla ilgi gördükçe, özel sensörlere, entegre devrelere, geliştirilmiş belleğe ve geliştirilmiş işlemcilere olan ihtiyaç artmaktadır.
Dünyanın dört bir yanındaki birçok akıllı şehir, vatandaşları için kentsel hizmetleri ve kritik kentsel altyapıyı önemli ölçüde iyileştirmeye kendini adamıştır. Bunu yapmak için, belediye altyapısının neredeyse tüm yönlerini çeşitli cihazlara bağlamaları gerekiyor ve bu da sırayla bireylere bağlanacak. Bu birbirine bağlı altyapı, yarı iletkenler tarafından desteklenecektir.
Beşinci nesil mobil ağlar, neredeyse herkesi ve her şeyi birbirine bağlamak için tasarlanmıştır - makineler, nesneler ve cihazlar; En yüksek veri hızı sağlayın; Ultra düşük gecikme elde edin; Daha yüksek güvenilirlik; Büyük ağ kapasitesi; Daha yüksek kullanılabilirlik ve daha birleşik bir kullanıcı deneyimi. Bu yeni nesil teknolojinin kalbinde, daha küçük düğümlere ve daha yüksek verimliliğe sahip son teknoloji yarı iletken yongalar, kritik, hızlı ve yüksek performanslı bilgi işlem sağlayacaktır.
Yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler
Orta ve orta ve üst uç entegre devre (IC) üretimi arasındaki ayrım, 12/16 nm ve 7 nm proses teknolojileridir. Merkezi işlem birimleri, grafik işlem birimleri, yapay zeka gibi uygulamalarda ve televizyon, klima, otomobil, yüksek hızlı tren, uydu, endüstriyel robot, asansör, drone gibi ürünlerde kullanılmaktadır.
Yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler, önceki nesil çiplerden daha küçük ve daha hızlı olan 5 nm teknolojisinin tanıtımını gördü.
IBM'in yakın zamanda dünyaya'un ilk 2 nm çip üretim teknolojisini (günümüzde pek çok dizüstü bilgisayar ve cep telefonunda kullanılan ana akım 7 nm çiplerden %45 daha hızlı ve %75 daha fazla enerji verimli) tanıtmasıyla birlikte, sektör, gelecekte daha yüksek performans ve enerji verimliliğinin kilidini açın.
Karmaşık çip üretimi
Çip üretiminin kendisi, birden çok ülke/bölge bağımlılığını içeren karmaşık bir süreçtir. Yonga tasarımından temel hammaddelerin tedarikine, farklı endüstriler için özelleştirilmiş yarı iletkenlerin imalatına, montajına, test edilmesine, paketlenmesine, depolanmasına ve nihai teslimatına kadar, süreç 1.000'den fazla adımı ve 70 ulusal sınır noktasını içerebilir. Şu anda, tescilli teknoloji ve Alpha'dan Omega'ya kadar yürütme yeteneği, Intel, TSMC ve Samsung gibi profesyonel küresel liderlere ve diğerlerine bağlıdır.
Mevcut küresel bağlamda, dünya çapındaki üniversiteleri ve mühendislik yeteneği ve pazar odaklı inovasyon ekosistemi ile Amerika Birleşik Devletleri, elektronik tasarım otomasyonu, temel fikri mülkiyet, çip gibi R&D yoğun aktivitelerin çoğunu sağlar. tasarım, ileri üretim ekipmanları ve sermaye yatırımları.
Tayvan, Çin Halk Cumhuriyeti ve Güney Kore gibi bölgeler, önemli sermaye yatırımı, güçlü altyapı ve vasıflı insan gücü gerektiren özellikler olan gofret üretiminde başı çekiyor. Tayvan aynı zamanda yarı iletken montajı, paketleme ve test fonksiyonlarında liderdir ve onu daha az beceri ve sermaye yoğun olan Çin ve Malezya izlemektedir.
Küresel Çip Krizi
COVID-19 krizi, küresel yarı iletken tedarik zincirinde delikler açarak ve günlük hayatımız için kritik öneme sahip birçok teknolojiyi ve ürünü riske atarak dünya çapında yaygın çip kıtlığına yol açtı.
Bu açığın ana nedenleri arasında önceki yıllarda gofret kapasitesine yapılan yatırımın yetersiz olması, COVID-19 pandemisi nedeniyle tedarik zinciri kesintileri, yapay zeka ve elektrikli araçlar gibi yeni teknolojilere olan talebin artması ve evden çalışma (WFH) ürünlerine olan talebin artması yer alıyor. .
Buna Tayvan'daki kuraklığı (dünyanın en büyük ve en gelişmiş ileri teknoloji dökümhanelerinden bazıları su tahsisi için su yoğun üretim süreçlerine güveniyor) ve Çin ile ticaret konusunda artan jeopolitik belirsizliği ekleyin.
yol ileri
İyi haber şu ki, TSMC, Intel ve GXIC dahil olmak üzere birçok kurucu-yapımcı,&"özellik açısından zengin &" için artan talebi ve arz kıtlığını karşılamak için ekipmanı yükseltmek ve yeni üretim hatları inşa etmek için milyarlarca dolar yatırım yapıyor. ; cips.
TSMC geçtiğimiz günlerde, kapasiteyi artırmak için önümüzdeki üç yıl içinde 100 milyar dolar tahsis ederek endüstrinin&şimdiye kadarki en büyük yatırımını açıkladı. Intel, Arizona'daki iki Site için 20 milyar dolar taahhüt etti ve bu yıl daha fazla yatırım taahhüdü yapacağını söyledi. Güney Kore's Samsung Electronics, çip üretimini çeşitlendirmek için 2030 yılına kadar 116 milyar dolarlık yatırım ayırdı.
Hindistan ayrıca&"Make in India &" programının bir parçası olarak yarı iletken yongaları seri üretme planlarını da tamamlıyor. program. Ülke, ülkede bir üretim birimi kuran her yarı iletken şirkete 1 milyar dolardan fazla nakit teklif ediyor. Yerel olarak üretilen çipler"güvenilir kaynaklar" CCTV kameralardan 5G ekipmanlarına kadar değişen ürünlerde kullanılabilir. Aralık ayında Hindistan,"ilgi ifadeleri" Ülkede üretim birimlerinin kurulması veya bu birimlerin satın alınması konusunda çip üreticilerinden.
& #39; yarı iletken üretiminde kendi kendine yeterliliği sağlamak, veri güvenliği üzerinde daha iyi kontrol sağlamak ve dünya çapındaki ülkelerin mevcut yarı iletken tedarik zincirinin belirli üyeleri tarafından fidyeye tabi tutulmasını önlemekle ilgilidir.
Yarı iletkenlerin modern, hızlı hareket eden dünyamızda oyunun kurallarını değiştirdiği açıktır. Açıkçası, yarı iletken endüstrisi yeni zorluklarla karşı karşıya. Daha açık olmak gerekirse, dünya çapındaki hükümetler şu anda kriz yönetimi modunda ve yakın gelecekte yarı iletkenler&"kritik altyapı &" kazanacaklar; çoğu ülkede durum.